理想气体的下列过程

1、执学1. 理想气体的下列过程，哪些是可能发生的，哪些是不可能发生的？(1) 等体加热时，内能减少，压强升高；(2) 等温压缩时，压强升高，同时吸热；(3) 等压压缩时，内能增加，同时吸热；(4) 绝热压缩时，压强升高，内能增加。答：根据热力学第一定律 厂亠 二和压强公式 H，(1) 不可能发生。对于等体加热，二一匚-i 必然有_一 .，内能不可 能减少；(2) 不可能发生。等温压缩，.，外界作功，：I必有二"，不可能吸热；(3) 不可能发生。等压压缩，壯!i，止：二，.1，必有二L，不 可能吸热。(4) 可能发生。绝热压缩，二7 ,，'I ，必然有二 I ,内能增加。又由-_

2、 ：，温度升高，所以压强升高。2. 一定量的理想气体，从p V图上同一初态A开始，分别经历三种不同的过 程过渡到不同的末态，但末态的温度均相同，如图所示。其中人'-是绝热过 程，问：资料个人收集整理，勿做商业用途(1) 丄丄：过程中气体吸热还是放热，为什么？(2) 二过程中气体吸热还是放热，为什么？答：三个过程内能变化二相同，且工.,由匚一是绝热线可知厂'1; y E-过程中 _f ：二， 三_:.，亠 11 ，-一 11，过程放热。内能减小用于对外作功后，多余部分以热量放出。（2）上过程中， J亠 <.，内能减少不够用于对外作功，必须从外 界吸热。3. 用分子运动论观点

3、说明绝热线比等温线陡的原因。答：如图所示。虚线表示等温线，实线表示绝热线，a为二线交叉点。从a状态（：）压缩气体体积为：，沿等温线压缩到b,沿绝热线压缩到c。从a等温压 缩到b，气体分子数密度增大（一 1），根据压强公式 亍一匚二，不变， 增大，所以压强升高；从a绝热压缩到c，分子数密度增大，同时由一，外界作功使气体内能增大，温度T升高，在_1-中n和T都增大，其中增大的倍数与等温压缩 =丿过程相同，所以*增加得更多， 即绝热线比等温线更陡。资料个人收集整理，勿做商业用途 4 摩尔数相同的两种理想气体 7和二二（都视为刚性分子气体）从相同初 态出发，经历一等体吸热过程，若吸热相同，问哪种气体的

4、温度增量大？哪种气 体分子方均根速率的增量较大？ 资料个人收集整理，勿做商业用途Q心芈曲皿=逼答：等体吸热，- ，则 .为双原子刚性分子,的温度增量大些。A竺 A烂由红可知二。又因:i = 5，禺0为 3原子刚性分子，i w 6，可见 M5. 如图所示，一个卡诺机工作时，如果气体体积膨胀大些 ，p V图中循环过 程曲线所包围的面积就大些，因此热机对外做功多些，效率也就提高了，这种说 法对吗？资料个人收集整理，勿做商业用途A7 =答：这种说法不对。由可知，气体体积膨胀得大些固然 二可增大,Q = RT1h即I增大，增大，但吸热： 1也将等倍数增大，所以效率不变。7 =从卡诺循环效率所包围的面积无

5、关。：,可知，效率只与两热源的温度有关，与pV图6. 有人说：“不可逆过程就是不能往反方向进行的过程”。这种说法对吗？下 列过程是否可逆？为什么？(1) 通过活塞(它与器壁无摩擦)，极其缓慢地压缩绝热容器中的 空气；(2) 用旋转的叶片使绝热容器中的水温上升。答：题中说法不对。不可逆过程不是不能往反方向进行的过程，而是一个过程，无论用什么方法都不能使系统和外界同时复原，这种过程就称为不可逆过程。资料个人收集整理，勿做商业用途(1) 是可逆过程，因为无摩擦准静态过程是可逆过程。（2） 是不可逆过程。旋转叶片使绝热容器中的水温上升，找不到一个过程， 使水温降低对外做功而外界不发生任何变化。或根据热

6、力学第二定律的开尔文表 述，不可能使水放出的热量完全变为有用的功而不产生其他影响。资料个人收集整理,勿做商业用途7 根据热力学第二定律判断下列两种说法是否正确：（1）功可以全部转化为热，但热不能全部转化为功；（2）热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体。答：（1）说法不对。应该说热不能全部转化功而不产生其他影响。例如等温膨 胀，吸收的热量就全部转化为功，但系统的体积发生了变化。资料个人收集整理，勿做商业用途（2） 说法不对。应该说，热量不能自动地从低温物体传到高温物体。 例如致 冷机，热量从冷冻室（低温物体）传到大气（高温物体），是由于外界做了功，而不 是自动完成的。 资

7、料个人收集整理，勿做商业用途8. 条等温线与一条绝热线能否有两个交点？为什么？答：一条等温线与一条绝热线不可能有两个交点。用反证法，假设一条等温线与一条绝热线有两个交点，如图所示，这就构成了一个循环，从单一热源（T）吸热，使之完全变成有用的功（循环所包围的面积）而外界和系统都没发生任何其它变化。 这就违背了热力第二定律的开尔文表述。所以一条等温线和一条绝热线不可能有 两个交点。资料个人收集整理，勿做商业用途9. 两条绝热线和一条等温线是否可以构成一个循环？为什么？答：两条绝热线和一条等温线不可能构成一个循环。因为两条绝热线不可能相交， 或一条等温线不可能与一条绝热线相交两次。也可以用反证法，假

8、设三条线构成一个循环如图所示，则该循环可以从单一热源 （T）吸收热量，使之完全变成有用 的功而不产生其他影响，这就违背了热力学第二定律的开尔文表述。所以这样三条线不可能构成一个循环。资料个人收集整理，勿做商业用途10. 有一个可逆的卡诺机，以它作热机使用时，如果两热库温差越大，对做功越 有利；当作致冷机使用时，如果两热库温差越大，对于致冷机是否越有利？为什 么？资料个人收集整理，勿做商业用途答：对于卡诺热机，-，两热库温差（-'1 '：）越大，则效率越高；对外界做功越少越好。若两热库温差（J于卡诺致冷机，致冷系数为订-1 ，从低温热源吸出热量工I ，希望< ）大，则I:1越小，需外界做功多，所以对致冷机越不禾I。资料个人收集整理，勿做商业用途11. “功、热与内能均是能量，所以它们的性质相同”这句话正确否？答：不正确。虽然功、热与内能都有能量的量纲，但在性质上不同，内能是体系 的本身性质，是状态函数。而